JPH11234989A - 平滑電機子形３相ブラシレスモータ - Google Patents
平滑電機子形３相ブラシレスモータInfo
- Publication number
- JPH11234989A JPH11234989A JP10044451A JP4445198A JPH11234989A JP H11234989 A JPH11234989 A JP H11234989A JP 10044451 A JP10044451 A JP 10044451A JP 4445198 A JP4445198 A JP 4445198A JP H11234989 A JPH11234989 A JP H11234989A
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- JP
- Japan
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- brushless motor
- coil
- phase brushless
- armature type
- coils
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- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 短節係数を向上することにより高性能で作り
やすい平滑電機子形３相ブラシレスモータを提供する。 【解決手段】 鉄心４の表面に偶数個の永久磁石２を等
間隔に互いに異極となるよう配置した回転子と、回転子
と対向するように空隙を介して配置された固定子と、固
定子鉄心３に非重ね集中巻きの複数個のコイル１とを備
えたる平滑電機子形３相ブラシレスモータにおいて、コ
イル１の数を６ｎ、極数を１０ｎ（ｎは自然数）として
いる。したがって、短節係数が向上して高出力の平滑電
機子形３相ブラシレスモータを得ることができる。
やすい平滑電機子形３相ブラシレスモータを提供する。 【解決手段】 鉄心４の表面に偶数個の永久磁石２を等
間隔に互いに異極となるよう配置した回転子と、回転子
と対向するように空隙を介して配置された固定子と、固
定子鉄心３に非重ね集中巻きの複数個のコイル１とを備
えたる平滑電機子形３相ブラシレスモータにおいて、コ
イル１の数を６ｎ、極数を１０ｎ（ｎは自然数）として
いる。したがって、短節係数が向上して高出力の平滑電
機子形３相ブラシレスモータを得ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＦＡ、ＯＡに使用さ
れるブラシレスモータにおける、特に平滑電機子形のブ
ラシレスモータに関するものである。
れるブラシレスモータにおける、特に平滑電機子形のブ
ラシレスモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の３相、４極、６コイルのブラシレ
スモータは、図３に示すように構成されている。図にお
いて、強磁性体薄板を積層したステータコア１０の内径
側には、３相分６個のコイル１１Ｕ、１１Ｕ’、１１
Ｖ、１１Ｖ’１１Ｗ、１１Ｗ’がシリーズに結線して集
中巻きして取付けてある。ロータコア１２の表面には、
４個の希土類永久磁石１３を等円周ピッチで、隣同志が
異極になるように交互に貼付しロータ磁極を形成してい
る。１４は回転軸で、図示しないフレームに固定したブ
ラケットに軸受を介して取付けてある。このように構成
したブラシレスモータの動作について説明をする。前記
コイル１１ｕ、１１ｕ’、１１ｖ、１１ｖ’、１１ｗ、
１１ｗ’に通電すると、ロータに取付けた永久磁石１３
との電磁作用によりロータが回転する。
スモータは、図３に示すように構成されている。図にお
いて、強磁性体薄板を積層したステータコア１０の内径
側には、３相分６個のコイル１１Ｕ、１１Ｕ’、１１
Ｖ、１１Ｖ’１１Ｗ、１１Ｗ’がシリーズに結線して集
中巻きして取付けてある。ロータコア１２の表面には、
４個の希土類永久磁石１３を等円周ピッチで、隣同志が
異極になるように交互に貼付しロータ磁極を形成してい
る。１４は回転軸で、図示しないフレームに固定したブ
ラケットに軸受を介して取付けてある。このように構成
したブラシレスモータの動作について説明をする。前記
コイル１１ｕ、１１ｕ’、１１ｖ、１１ｖ’、１１ｗ、
１１ｗ’に通電すると、ロータに取付けた永久磁石１３
との電磁作用によりロータが回転する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが固定子ヨーク
の厚さはギャップの磁束密度と極ピッチに比例する。Ｄ
ｇをギャップ径、Ｐを極数とすると、極ピッチ＝Ｄｇ／
Ｐとなる。ギャップ密度Ｂｇが一定であるとすれば、極
数Ｐが大きいほどヨークを薄くできるので、モータが小
形となる。しかしながら、極数を増加すると、コイル数
も増加し、生産性の低下につながるため、非重ね集中巻
きの分数スロット巻線等が用いられる。従来の４極、６
コイルの例も毎極、毎相のスロット数ｑが、１／２の分
数スロット巻線である。ｑ＝１／５とすれば６コイルで
１０極を構成できるが、非重ね集中巻きとした場合、短
節係数が０．５と低く効率が低下してしまう。そこで、
本発明は短節係数を向上することにより高性能の平滑電
機子形ブラシレスモータを提供することを目的とするも
のである。
の厚さはギャップの磁束密度と極ピッチに比例する。Ｄ
ｇをギャップ径、Ｐを極数とすると、極ピッチ＝Ｄｇ／
Ｐとなる。ギャップ密度Ｂｇが一定であるとすれば、極
数Ｐが大きいほどヨークを薄くできるので、モータが小
形となる。しかしながら、極数を増加すると、コイル数
も増加し、生産性の低下につながるため、非重ね集中巻
きの分数スロット巻線等が用いられる。従来の４極、６
コイルの例も毎極、毎相のスロット数ｑが、１／２の分
数スロット巻線である。ｑ＝１／５とすれば６コイルで
１０極を構成できるが、非重ね集中巻きとした場合、短
節係数が０．５と低く効率が低下してしまう。そこで、
本発明は短節係数を向上することにより高性能の平滑電
機子形ブラシレスモータを提供することを目的とするも
のである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、鉄心の表面に偶数個の永久磁石を等間隔
に互いに異極となるよう配置した回転子と、前記回転子
と対向するように空隙を介して配置された固定子と、前
記固定子鉄心に非重ね集中巻きの複数個のコイルとを備
えた平滑電機子形３相ブラシレスモータにおいて、コイ
ル数を６ｎ、極数を１０ｎ（ｎは自然数）としている。
め、本発明は、鉄心の表面に偶数個の永久磁石を等間隔
に互いに異極となるよう配置した回転子と、前記回転子
と対向するように空隙を介して配置された固定子と、前
記固定子鉄心に非重ね集中巻きの複数個のコイルとを備
えた平滑電機子形３相ブラシレスモータにおいて、コイ
ル数を６ｎ、極数を１０ｎ（ｎは自然数）としている。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図に基づ
いて説明する。図１は本発明の実施例を示す平滑電機子
形３相ブラシレスモータの正断面図である。図におい
て、１はコイルで、円筒状の固定子鉄心３の内面に含浸
樹脂等で固着してある。前記コイル１の数は６個で、図
に示すようにＵ、Ｕ’、Ｗ、Ｗ’、Ｖ、Ｖ’の相順で３
相のコイル１が配置されている。２は永久磁石で、鉄心
４の外周に相隣合う永久磁石２が互いに異極となるよう
に固定してある。前記永久磁石２のコイル１に対向する
面を円弧状に構成しているが、正弦波状にして磁束変化
を滑らかにして誘起電圧波形の高調波成分を少なくする
ようにしてもよく、また、永久磁石２をリング状の磁石
に多極着磁して製作の工数を低減してもよい。前記永久
磁石２は鉄心４の外周に１０個配置している。前記電機
子鉄心４の内周にはシャフト５を電機子鉄心４と一体と
なるよう配置している。シャフト５は図示されない軸受
により回転自在に支持されている。図２は図１で示した
コイル１の概略を示したものである。互いのコイル１
は、所定のコイルピッチで配置されている。前記コイル
１は集中巻となっておりコイル１の内側にはコイル内側
幅Ｗ１が設けられている。前記コイル１は所定の内側幅
Ｗ１となるような巻型に巻回し製作される。前記コイル
１には丸線や平角線を用いるが、占積率を高くできる点
で平角線を用いた方がモータ特性を向上できる。つぎ
に、本発明の平滑電機子形３相ブラシレスモータの巻線
係数について説明する。巻線係数は、分布係数、短節係
数、スキュー係数などからなり、短節係数は極ピッチに
対するコイル１の飛びで決定される。スロット巻線形モ
ータの短節係数ｋｐは次式で表される。 kp = sin( βπ/2) （kp≦１） β = P/N (Ｘ＃−１) Ｐ：極数 Ｎ：スロット数 Ｘ＃：コイルの飛び βは磁極ピッチに対するコイルの飛びを示し、１に近い
ほど短節係数の基本波成分は高くなる。６スロット、１
０極、集中巻の場合、β =１０／６（２−１）＝１．６
６‥で１よりも大きな値となる。この場合短節係数は上
記式より０．５となり、最大値１の半分である。平滑電
機子のスロット巻線のコイルの飛びは、図２に示すコイ
ル飛び等価寸法Ｈに置き換えられる。このコイル飛び等
価寸法Ｈはコイル幅Ｗとコイル内側幅Ｗ１の和で表さ
れ、コイルピッチＡに比べ小さくなり、コイル内側幅Ｗ
１を適当に設定することでβを１に近づけることができ
る。例えばコイル内側幅を大きくすればコイル飛び等価
寸法Ｈは大きくなり、コイル内側幅Ｗ１を小さくすれば
コイル飛び等価寸法Ｈは小さくなる。実験の結果、コイ
ル内側幅をコイルピッチに対して０．０５〜０．３とす
れば良いことがわかった。つぎに、平滑電機子形ブラシ
レスモータの動作について説明する。図示されない磁極
検出手段によりコイルに所定の電流を通電することで永
久磁石２、鉄心４、シャフト５などで構成される回転子
はコイル１、固定子鉄心３等で構成された固定子に対し
て回転する。前記短節係数が向上するので、回転性能が
向上する。実施例では円筒状軟磁性体の鉄心４の外周面
に円弧状の永久磁石を貼付けたインナロータについて説
明したが、電機子鉄心の内周面に永久磁石を貼付けたア
ウタロータにしてもよい。また、実施例では少ないスロ
ット数で、効率の良いモータをうるために、３相、６コ
イル、１０極のモータについて説明をしたが、コイル数
と極数は整数倍の組み合わせても同様の特性を持つので
４０極モータを製作する場合でも２４コイルで済む。さ
らに、実施例では回転形モータについて説明をしたが、
リニアモータにも適用できる。
いて説明する。図１は本発明の実施例を示す平滑電機子
形３相ブラシレスモータの正断面図である。図におい
て、１はコイルで、円筒状の固定子鉄心３の内面に含浸
樹脂等で固着してある。前記コイル１の数は６個で、図
に示すようにＵ、Ｕ’、Ｗ、Ｗ’、Ｖ、Ｖ’の相順で３
相のコイル１が配置されている。２は永久磁石で、鉄心
４の外周に相隣合う永久磁石２が互いに異極となるよう
に固定してある。前記永久磁石２のコイル１に対向する
面を円弧状に構成しているが、正弦波状にして磁束変化
を滑らかにして誘起電圧波形の高調波成分を少なくする
ようにしてもよく、また、永久磁石２をリング状の磁石
に多極着磁して製作の工数を低減してもよい。前記永久
磁石２は鉄心４の外周に１０個配置している。前記電機
子鉄心４の内周にはシャフト５を電機子鉄心４と一体と
なるよう配置している。シャフト５は図示されない軸受
により回転自在に支持されている。図２は図１で示した
コイル１の概略を示したものである。互いのコイル１
は、所定のコイルピッチで配置されている。前記コイル
１は集中巻となっておりコイル１の内側にはコイル内側
幅Ｗ１が設けられている。前記コイル１は所定の内側幅
Ｗ１となるような巻型に巻回し製作される。前記コイル
１には丸線や平角線を用いるが、占積率を高くできる点
で平角線を用いた方がモータ特性を向上できる。つぎ
に、本発明の平滑電機子形３相ブラシレスモータの巻線
係数について説明する。巻線係数は、分布係数、短節係
数、スキュー係数などからなり、短節係数は極ピッチに
対するコイル１の飛びで決定される。スロット巻線形モ
ータの短節係数ｋｐは次式で表される。 kp = sin( βπ/2) （kp≦１） β = P/N (Ｘ＃−１) Ｐ：極数 Ｎ：スロット数 Ｘ＃：コイルの飛び βは磁極ピッチに対するコイルの飛びを示し、１に近い
ほど短節係数の基本波成分は高くなる。６スロット、１
０極、集中巻の場合、β =１０／６（２−１）＝１．６
６‥で１よりも大きな値となる。この場合短節係数は上
記式より０．５となり、最大値１の半分である。平滑電
機子のスロット巻線のコイルの飛びは、図２に示すコイ
ル飛び等価寸法Ｈに置き換えられる。このコイル飛び等
価寸法Ｈはコイル幅Ｗとコイル内側幅Ｗ１の和で表さ
れ、コイルピッチＡに比べ小さくなり、コイル内側幅Ｗ
１を適当に設定することでβを１に近づけることができ
る。例えばコイル内側幅を大きくすればコイル飛び等価
寸法Ｈは大きくなり、コイル内側幅Ｗ１を小さくすれば
コイル飛び等価寸法Ｈは小さくなる。実験の結果、コイ
ル内側幅をコイルピッチに対して０．０５〜０．３とす
れば良いことがわかった。つぎに、平滑電機子形ブラシ
レスモータの動作について説明する。図示されない磁極
検出手段によりコイルに所定の電流を通電することで永
久磁石２、鉄心４、シャフト５などで構成される回転子
はコイル１、固定子鉄心３等で構成された固定子に対し
て回転する。前記短節係数が向上するので、回転性能が
向上する。実施例では円筒状軟磁性体の鉄心４の外周面
に円弧状の永久磁石を貼付けたインナロータについて説
明したが、電機子鉄心の内周面に永久磁石を貼付けたア
ウタロータにしてもよい。また、実施例では少ないスロ
ット数で、効率の良いモータをうるために、３相、６コ
イル、１０極のモータについて説明をしたが、コイル数
と極数は整数倍の組み合わせても同様の特性を持つので
４０極モータを製作する場合でも２４コイルで済む。さ
らに、実施例では回転形モータについて説明をしたが、
リニアモータにも適用できる。
【０００６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、短
節係数が向上して、高性能の平滑電機子形３相ブラシレ
スモータを得ることができる。
節係数が向上して、高性能の平滑電機子形３相ブラシレ
スモータを得ることができる。
【図１】 本発明の実施例を示す平滑電機子形３相ブラ
シレスモータの正断面図である。
シレスモータの正断面図である。
【図２】 本発明の平滑電機子形３相ブラシレスモータ
のコイルの概略構成図である。
のコイルの概略構成図である。
【図３】 従来技術を示す平滑電機子形３相のブラシレ
スモータの正断面図である。
スモータの正断面図である。
１ コイル、 ２ 永久磁石、 ３ 固定子鉄心、 ４
電機子鉄心、５ シャフト
電機子鉄心、５ シャフト
Claims (5)
- 【請求項１】 鉄心の表面に偶数個の永久磁石を等間隔
に互いに異極となるよう配置した回転子と、前記回転子
と対向するように空隙を介して配置された固定子と、前
記固定子鉄心に非重ね集中巻きの複数個のコイルとを備
えた平滑電機子形３相ブラシレスモータにおいて、 コイル数を６ｎ、極数を１０ｎ（ｎは自然数）としたこ
とを特徴とする平滑電機子形３相ブラシレスモータ。 - 【請求項２】 前記永久磁石のコイル対向面を正弦波状
の永久磁石にした請求項１記載の平滑電機子形３相ブラ
シレスモータ。 - 【請求項３】 前記永久磁石を多極着磁リング状にした
請求項１記載の平滑電機子形３相ブラシレスモータ。 - 【請求項４】 前記コイルの内側幅をコイルピッチに対
して０．０５〜０．３にした請求項１から３までのいず
れかの項に記載の平滑電機子形３相ブラシレスモータ。 - 【請求項５】 前記コイルを平角巻線で形成した請求項
１から４までのいずれかの項に記載の平滑電機子形３相
ブラシレスモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04445198A JP4363600B2 (ja) | 1998-02-10 | 1998-02-10 | 平滑電機子形３相ブラシレスモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04445198A JP4363600B2 (ja) | 1998-02-10 | 1998-02-10 | 平滑電機子形３相ブラシレスモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11234989A true JPH11234989A (ja) | 1999-08-27 |
| JP4363600B2 JP4363600B2 (ja) | 2009-11-11 |
Family
ID=12691864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04445198A Expired - Fee Related JP4363600B2 (ja) | 1998-02-10 | 1998-02-10 | 平滑電機子形３相ブラシレスモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4363600B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000076054A1 (en) * | 1999-05-25 | 2000-12-14 | Smart Motor As | Electrical machine |
| JP2001069735A (ja) * | 1999-08-31 | 2001-03-16 | Toshiba Corp | 永久磁石式リラクタンス型回転電機 |
| JP2007274869A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Mitsubishi Electric Corp | スロットレス永久磁石型回転電機 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101541693B1 (ko) | 2014-02-19 | 2015-08-04 | 김기덕 | 트렉션 다이렉트 드라이브를 위한 bldc 모터 |
-
1998
- 1998-02-10 JP JP04445198A patent/JP4363600B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000076054A1 (en) * | 1999-05-25 | 2000-12-14 | Smart Motor As | Electrical machine |
| JP2003532355A (ja) * | 1999-05-25 | 2003-10-28 | スマート モーター アーエス | 電気機械 |
| US6664692B1 (en) * | 1999-05-25 | 2003-12-16 | Smart Motor As | Electrical machine |
| JP2001069735A (ja) * | 1999-08-31 | 2001-03-16 | Toshiba Corp | 永久磁石式リラクタンス型回転電機 |
| JP2007274869A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Mitsubishi Electric Corp | スロットレス永久磁石型回転電機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4363600B2 (ja) | 2009-11-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050118 |
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| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070426 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070507 |
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